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DNA指纹数据库在我国主要农作物种质资源中应用 　　摘 要：农作物种质资源是国家重要战略资源之一。我国的农作物种质资源丰富并有着独特的地域性，农作物种质资源的DNA指纹数据库不仅在种子质量和专利权保护方面发挥着重要作用，在种质品种鉴定、农作物育种和农作物遗传作图等方面也起着积极作用。因此，构建我国农作物DNA指纹数据库对保护我国丰富的种质和基因资源有着长远意义。 　　关键词：DNA指纹数据库；农作物；种质资源；分子标记 　　中图分类号：S325 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）04-0131-05 　　农作物种质资源是保障农业生产稳定的基础，也是人类未来生存和发展的先决条件，其在农业科学和生命科学研究领域中占有极为重要的地位[1]。目前，由于分子生物学特别是转基因技术在育种方面的应用，使种质资源展现了亲本利用的集中化和核心化趋势，出现了大量在形态上相似而只存在个别性状或基因差异的品种，传统形态学方法已无法进行准确的品种鉴定和纯度分析，加大了种质资源收集、整理、鉴定及品种选育的难度[2]。另一方面，目前国内种子市场存在部分以劣充优、以假乱真的现象，严重影响了优良品种的增产效益，给育种者和农业经济造成了巨大的损失[3]。因此，寻找一种安全有效、方便快捷、精确稳定的技术以鉴定种质资源的真实性和纯度显得尤为重要。近年来，我国政府高度重视作物种质资源信息系统的研究，在连续6个五年计划中，国家科技攻关项目均设立了专题研究，并取得重要进展。 　　1 DNA指纹数据库起源 　　随着现代分子生物学技术和电泳技术的迅猛发展，一种新的分子标记技术――电泳指纹图谱技术在农作物种质资源的亲缘关系鉴定、品种审定和杂优类群划分等方面发挥了很大的作用[4]。电泳指纹图谱技术分为蛋白质指纹图谱和DNA指纹图谱，较之前者，后者不受环境、生物发育时期、组织器官及基因表达等影响，遗传稳定、多态性高，且不影响目标性状的表现，因此更具优势，目前已被广泛用于农作物种质资源的鉴定[3]。DNA指纹图谱多态性丰富且具有高度的个体特异性和环境稳定性，它提供的是可见的条码式谱带图谱，可通过计算机进行系统管理，而由此构建的数据库就被称为DNA指纹数据库。2005年，国际植物品种权保护组织（UPOV）拟定的BMT测试指南草案中规定，将微卫星（Microsatellite），亦称简单序列重复（Simple Sequence Repeats， SSR）和单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphisms， SNP）等分子标记技术确定为构建DNA指纹数据库的标记方法。 　　2 我国农作物种质资源DNA指纹数据库的构建 　　建立DNA指纹数据库一般需要如下几个关键性因素：标记方法和标记来源，严格规范的检测平台，核心样品的选定，核心引物的选定，数据的整合和数据库的评估[5，6]。目前国内DNA指纹数据库的标记方法和来源一般是参照国际上的通用标准――SSR标记方法，个别的采用非主流方法和标准[7～9]。检测平台则因各个科研单位人员、技术和资金等因素的限制而有所不同，一般为变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，个别资金充裕的单位采用毛细管电泳[5]。核心样品的选用因各地的研究方向不同而各有侧重[10，11]。核心引物的选用比较多样化，由于核心引物的选择不同，导致各个数据库在整合方面出现了一定的难度，这可能成为今后工作的重点之一。近年，我国已在小麦、玉米、水稻、大豆、花生、棉花等多个物种开展DNA指纹数据库的构建，并取得了重要进展。 　　2.1 小麦DNA指纹数据库构建 　　由于小麦基因组巨大，目前国际上该方面的研究主要停留在通过分子标记的方法对小麦的物理图谱进行测定，其大范围的物理图谱测定工作已基本完成[12]。我国在该方面的研究也进展迅速。1999～2000年，高睦枪等利用53对SSR标记对北方冬麦区及黄淮冬麦区观察谱中选出的48个新品种（系）进行了遗传差异研究，发现利用5个多态性高的SSR标记可以将48个小麦新品种（系）鉴定开[7]。2006年，中国农业科学院作物科学研究所联合国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）、国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）和法国Agropolis研究所， 建立了包括134个SSR引物、 2 457个普通小麦基因型的指纹数据库[13]。2007年，王立新等采用15个SSR标记和20个AFLP-SCAR标记分析了来自我国不同麦区的455个小麦品种，证明用两种分子标记建立小麦DNA指纹可以更加全面地反应品种的遗传多样性，建立了构建DNA指纹的方法模式[8]。2013年，李莉等以山东省41份小麦种质资源为材料，使用46对SSR引物，构建了DNA指纹数据库[14]。 　　2.2 玉米DNA指纹数据库构建 　　国际上对玉米DNA指纹数